Stabilisatoren

Brug nok tid på MIT, og du begynder at fortælle folks livshistorier med tallene. Bortset fra den lejlighedsvise pause i Washington, DC, inklusive et ophold som sekretær for luftvåbnet i 1990'erne, har Sheila Widnall været på instituttet i 62 år. Hun har opnået tre grader, alle på kursus 16, og tre patenter, alle delt med tidligere studerende, hvis forskning i vindsejl, turbiner og flyveblade hun var hyrde for. Hun har været institutprofessor i 20 år og har udgivet snesevis af forskningsartikler, der omhandler alt fra aeroelasticitet til helikopterstøj. Men hendes mest varige videnskabelige arv består af én skiftende form.

Hvis du er i naturvidenskab og ingeniørvidenskab, og du gør noget rigtig godt, opkalder de det efter dig, siger kollega aero-astro-professor Ed Greitzer. Ligesom kræfter er opkaldt efter fysikere og arter for biologer, er ustabiliteter - beskrivelser af, hvordan specifikke gasser, væsker eller plasmaer opfører sig - opkaldt efter de væskedynamikere, der opdager dem.

Widnall-ustabiliteten, som hun beskrev i en række papirer i begyndelsen af ​​1970'erne, gælder for vortex-ringe: Hvis du nogensinde har set en røgring langsomt udvide sig og trække sig fra hinanden, har du set den. Det kendetegner også de turbulente vågner, som fly efterlader. Flys bagende hvirvler har små bølger, der genereres og derefter bryder op, forklarer hun. Hvis et andet fly opsnapper den bagende hvirvel, kan nogen blive dræbt, fordi det er en hvirvlende strøm. For eksempel, hvis et fly lander, og et andet følger for tæt på dets hæle, kan det ramme kølvandet, vælte og styrte ned. En ordentlig forståelse af Widnalls ustabilitet hjælper med at forhindre sådanne ulykker (som en, der tog livet af en Air Force-ven af ​​Widnall) såvel som overkorrektioner (første gang de landede 747'eren i Italien, lukkede de lufthavnen ned i en time, hun siger). Eksperterne, der udvikler landingsstandarder, brugte Widnall-ustabiliteten til at nå frem til en tommelfingerregel, der involverer endnu et tal: Folk ved nu, at hvis du lander fly med tre minutters mellemrum, vil det være mere sikkert, siger hun.

Det var det eneste job, jeg ville have taget i DC. Jeg ville være sammen med folkene i luftvåbnet. Jeg ville flyve.

Widnalls CV indeholder en lang række af de første. Da hun blev udnævnt til adjunkt i luftfart og astronautik efter at have opnået sin ph.d. ved MIT i 1964, blev hun den første kvinde, der fik en fakultetsstilling på School of Engineering. Hun var også den første kvinde, der fungerede som MITs formand for fakultetet - et embede hun havde fra 1979 til 1981 - og den første kvindelige præsident for American Institute of Aeronautics and Astronautics. I 1993 blev hun den første kvinde til at lede en gren af ​​det amerikanske militær, da præsident Bill Clinton valgte hende til det øverste luftvåbenjob.

Widnall blev født i 1938 i Tacoma, Washington, og voksede op nær den endelige tilgang til McChord Air Force Base, i skyggen af ​​fly, der kommer og går. (Jeg tilbragte min barndom med at vinke til piloter, fortalte hun MIT nyheder i 2004, da hun blev valgt til National Women's Hall of Fame. Nu vinker de til mig.) Da Clinton-administrationen først ringede for at høre, om hun ville overveje et job i Washington, sagde hun nej; hun havde ingen interesse i at arbejde for NASA eller på de øverste niveauer i forsvarsministeriet. Men muligheden for at lede luftvåbnet var et tilbud, hun ikke kunne afslå. Det var virkelig et kick, siger hun. Det var det eneste job, jeg ville have taget i DC. Jeg ville være sammen med folkene i luftvåbnet. Jeg ville flyve. Mens hun ledede luftvåbnet, fik hun endnu et afgørende nummer: Jeg blev supersonisk! Og jeg trak ni Gs.

Der er også andre vigtige tiltag. Hun er ofte den første, der kommer til afdelingen om morgenen. Når jeg får opkald klokken 7, behøver jeg ikke se på nummervisningen for at vide, hvem det er, siger Greitzer, der fungerede som associeret chef og derefter souschef for aero-astro i næsten et årti.

Sheila Widnall og forsvarsminister William Cohen byder præsident Clinton velkommen i Pentagon i 1997 for at fejre luftvåbnets 50-års jubilæum. Helene C. Stikkel

De tidlige morgenopkald kommer ofte, fordi Widnall har løst et vanskeligt problem, som de begge var interesserede i - normalt på en måde, som jeg aldrig ville have tænkt over, for det er en carambole af den her ting at rive den ting af, siger han. Hun er en slags naturkraft. Nogle gange, tilføjer han, fortæller hun ham, at det er ham, der skal gøre karamelleringen. Og der er normalt ikke noget, jeg kan sige, siger han. Alt, hvad hun siger, jeg skal gøre, tænker jeg: 'Åh, ja ... det burde jeg.'

Og det er sandsynligt, at hun var den første undergraduate-rådgiver, der tog hendes ansvar på en indendørs faldskærmsudspring i en lodret vindtunnel. Mens jeg håbede at se hende komme ind i vindtunnelen, gjorde hun det ikke, husker en af ​​hendes tidligere rådgivere, John Graham '17, SM '17. Men jeg er sikker på, at hvis hun var yngre, ville hun have hoppet ind, uden tvivl.

Widnall-rapporten

Da Widnall var 17, gav hendes onkel, der arbejdede for et mineselskab, hende en luns uran. Hun gjorde det til centrum for et projekt, der vandt førstepræmien på sin lokale videnskabsmesse i Tacoma. Hendes sejr tiltrak opmærksomheden hos en af ​​messens dommere, som tilfældigvis var en MIT-kandidat. Han foreslog, at hun også tog dertil og tilbød at sikre hende et stipendium. Jeg sagde: ’Okay, hvor er det?’ husker hun. Men hun tog hans råd. At gå til MIT ville forme hendes livs gang - og hendes tilstedeværelse på instituttet ville også være med til at omforme MIT.

Hvis teknik ikke giver velkommen plads til [kvinder], vil teknik blive marginaliseret.

Det er lidt svært at huske, hvordan det hele startede, siger hun, [men] de bidrag, jeg har givet til MIT på nogle af disse politikområder, har været ret betydelige. Widnall henter et tykt hæfte fra en skrivebordsskuffe og stikker det ud på et bord: Dette er typisk. Det er en kopi af I offentlighedens interesse , en rapport genereret af et fakultetsudvalg, som hun var formand for i 2002, og som omhandler restriktioner for forskning pålagt af den føderale regering efter angrebene den 11. september. De ønskede ikke, at vores internationale studerende skulle kunne tage kurser, forklarer hun. Og vi sagde: 'Vi er et universitet. Vi er helt åbne.” Rapportens konklusioner – at klassificeret forskning ikke bør udføres på campus, og at ingen studerende skal have en sikkerhedsgodkendelse for at udføre forskning, læse dokumenter eller drage fordel af MITs faciliteter – formulerede politikker der stadig er på plads i dag.

I årenes løb har Widnall også været formand for udvalg for akademisk ansvar, bacheloroptagelser og økonomisk støtte, disciplin og uddannelsespolitik. (Hun fandt tid til at tjene MIT Technology Review s bestyrelse også fra 2009 til 2014.) Hendes udvalgs rapport om afdelingsomlægning – inspireret af den pludselige opløsning af Institut for Anvendte Biologiske Videnskaber i 1988, som chokerede fakulteter og studerende, og som hun kalder en total forargelse – skitserede en formel proces for omorganisering eller opløsning af afdelinger, der garanterer fakultetsjob. Nu, når en sådan ændring sker, kaldes den resulterende brief en Widnall-rapport. Inden for aero-astro-afdelingen er hun næsten en del af vores samvittighed, siger Greitzer, der i øjeblikket arbejder sammen med Widnall i afdelingens to-personers fakultetspriser og anerkendelsesudvalg. Hun holder os til høje standarder.

Widnall vender tilbage fra en supersonisk flyvning på en F-15 på sin første dag på jobbet som sekretær for luftvåbnet i 1993. Wikimedia Commons

Hendes arbejde af denne type har strakt sig uden for MIT. Som sekretær for luftvåbnet destillerede hun tjenestens implicitte filosofi til et sæt kerneværdier, der stadig er i brug i dag: Integritet først, Service foran sig selv og Excellence i alt, hvad vi gør. (Hvis du deltager i en præsentation af en flyvevåbenofficer, vil du se kerneværdierne nederst på den indledende præsentationsdias, siger Widnall. Og [officeren] har absolut ingen idé om, hvor de kom fra. De er bare Air Force.) Jeg lavede andre ting – lancerede køretøjsprogrammer og kampfly, de standardting, som luftvåbnets sekretærer gør, siger hun. Men over det var kerneværdierne.

I 2003 var hun medlem af undersøgelsesudvalget, der forsøgte at finde ud af, hvorfor rumfærgen Columbia var gået i opløsning, da den vendte tilbage til Jorden tidligere samme år. De fandt ud af, at selvom den direkte fysiske årsag kan have været et løst stykke skum, der ramte en sårbar del af venstrefløjen, spillede kulturelle og organisatoriske spørgsmål også en rolle. Bestyrelsen udstedte en række anbefalinger for at hjælpe NASA med at undgå fremtidige ulykker, fra forbedring af billeddannelsessystemer til etablering af en uafhængig standardgruppe, nu kaldet den tekniske myndighed.

Et diagram fra efterforskningen, der beskriver spredningen af ​​affald over et bredt skår af det amerikanske sydvest, hænger på væggen i Widnalls kontor lige inden for døren. For at lære eleverne om problemets mange dimensioner, ville jeg have en kopi med her, siger hun. [NASA var] så flov over, at de havde haft et styrt, de ville ikke give det til mig. Og jeg slog dem tilbage og insisterede. Hun blev med andre ord også en del af deres samvittighed, uanset om de kunne lide det eller ej.

Widnall-effekten

Mens Widnall reflekterer over sin tid på instituttet, bliver det klart, at hun har været vidne til - og hjulpet med at skubbe videre - dens igangværende transformation fra en primært mandlig institution til en, der er mere imødekommende for kvinder og mere forskelligartet generelt. Da hun første gang kom til MIT, i efteråret 1956, blev hun overrasket over to ting: arkitekturen i kvindernes sovesal på Bay State Road (det faldt mig aldrig ind, at huse kun kunne have vinduer på to sider, som hun engang sagde det), og det sølle antal kvinder (23) i hendes klasse. (På det tidspunkt var der 129 kvindelige studerende på hele instituttet, ud af 6.000 i alt.) Efterhånden som hun udviklede sig fra bachelor til kandidatstuderende til professor, blev andelen af ​​kvinder ved med at falde. På et fotografi fra aero-astro-fakultetet fra 1967 er hun den eneste uden slips.

Røgmønstre viser ustabiliteten af ​​en rund stråle (venstre) og væksten af ​​bølger omkring en hvirvelring (højre).

• Efterfølgende hvirvler skabes af fly, når de flyver. Disse hvirvler har en ustabilitet, der får dem til at bryde op. Den kortbølgede ustabilitet kaldes Widnall-ustabiliteten. Det er også noget, man ser i vortex-ringe. Det er bare en virkelig fundamental væskemekanisk ustabilitet. Da jeg var sekretær for luftvåbnet, tog jeg op til Princeton for at holde et seminar. Nogle af fakultetet talte om Widnall-ustabiliteten, og min flyvevåbenassistent mente, at de fornærmede mig. Jeg troede, han ville slå nogen. Og jeg sagde: ’Nej, det er et kompliment!’ Det er en sand ære i væskemekanik at få en ustabilitet opkaldt efter dig.

Men som væskedynamikere godt ved, er intet nogensinde helt stabilt, og nogle gange kan en korrekt anvendt kraft hjælpe med at fremskynde tingene. At øge procentdelen af ​​kvindelige studerende - det var en af ​​mine store ting, siger Widnall. Hun identificerede hurtigt en række steder, hvor kvinder havde en tendens til at forlade rørledningen. Et stort problem var i selve optagelsesprocessen. I slutningen af ​​1980'erne opfordrede Widnall Arthur Smith, som snart ville blive dekan for bacheloruddannelsen, til at forny MITs optagelsesproces. Han havde delt med hende data fra sin undersøgelse af forholdet mellem elevernes matematiske SAT-score og deres faktiske præstationer, når de ankom til MIT - og hans konklusion om, at testen var en dårlig forudsigelse for succes for kvinder. På hendes opfordring gentænkte han MIT's brug af testen, og fra 1989 til 1990 voksede andelen af ​​kvinder i førsteårsklassen fra 26 procent til 38 procent. Vi talte meget om, at vi ville have flere kvindelige studerende, siger Widnall. Og jeg sagde: Se: de kvinder, vi vil have, er de kvinder, der søger. Vi burde bare indrømme flere af dem.

I mellemtiden, da flere og flere kvinder ankom til MIT, arbejdede Widnall for at sikre, at de følte sig velkomne og selvsikre. Et førsteårsseminar, hun startede – i 1974 sammen med det banebrydende fakultetsmedlem Millie Dresselhaus – blandede jobsamtaler med udarbejdelse og svejsepraksis. Kaldet What Is Engineering?, det var beregnet til at demonstrere, hvordan en karriere inden for feltet kunne se ud, rettet mod studerende, der måske ikke er vokset op med at indse, at de kunne forfølge en. For nogle unge kvinder hjælper Widnalls tilstedeværelse med at få dette mål til at virke opnåeligt. Det var så vigtigt for mig, at hun var en stærk kvinde inden for rumfart, siger aero-astro-major Annika Rollock ’18, der bad om Widnall som sin rådgiver. Jeg havde aldrig rigtig fået en chance for at se en stærk kvindeskikkelse i feltet, som jeg gerne ville ind i.

Widnall har også brugt sin platform til at forklare problemet
andre uden for MIT. I 1988 ringede hun til det foredrag, hun holdt som formand for AAAS Voices from the Pipeline, og gik gennem resultaterne af en demografisk undersøgelse for at forklare, hvorfor kvinder måske opgiver ingeniørfaget under eller efter kandidatskolen. Tolv år senere holdt hun en tale for et publikum fyldt med ingeniører, hvor hun opremsede snesevis af ting, der muligvis stadig forhindrer kvinder i at få succes. Disse spændte fra det systemiske – mangel på rollemodeller; professorer, der misligholder maskuline pronominer - til det tilsyneladende trivielle, som forventningen om, at alle ingeniører vil have en stor del af pi udenad. (Dette, sagde hun i talen, virkede for hende som en slags fyr og havde fået hende til at tænke på andre forventninger, som, selvom de er overfladiske, alligevel holder kvinder ude af ingeniørarbejde.) At løse disse vejspærringer, forklarede hun, var som vigtigt for feltet, som det var for dem, der blev holdt uden for det. Kvinder kommer til at være en kæmpe kraft i løsningen af ​​menneskelige problemer, sagde hun. Hvis teknik ikke giver velkommen plads til dem ... så vil teknik blive marginaliseret.

Portrættet på Widnalls kontor er en kopi af det, der skiller sig ud i et hav af jakke-og-slips-lignelser af tidligere luftvåbensekretærer langs en korridor ved Pentagon. Hun var den første kvinde, der tjente i den rolle - og den første, der blev malet i en flyverdragt. Nina Gallant

Mange af disse punkter er stadig frustrerende sande. (Widnall er cochair for en National Academies taskforce om, hvordan seksuel chikane i det akademiske miljø påvirker kvinders karrierer inden for videnskab; den vil udgive sin rapport i juni. Som luftvåbensekretær havde hun været medformand for en lignende taskforce for departementet af forsvaret tilbage i 1994-95.) Men tingene har bestemt ændret sig. På dette tidspunkt er 46 procent af MITs bacheloringeniører kvinder, siger hun. På landsplan svinger procentdelen omkring 20. Så MIT klarer sig dobbelt så godt, siger hun. Jeg synes, vi er nået meget langt.

I disse dage er Widnall, udover at undervise, rådgive et dusin bachelorstuderende og hjælpe sine studerende med at starte deres egne karrierer, også leder af en ekstern rådgivende komité for United Launch Alliance, et joint venture mellem Boeing og Lockheed, der samarbejder med Jeff Bezos' private rumfart. firma Blue Origin. Da Blue Origin arbejder på at udvikle teknologier til at sænke omkostningerne ved rumflyvning og gøre det tilgængeligt for enkeltpersoner og virksomheder, hjælper hendes udvalg virksomheden med at vælge raketmotorer. Der er en grund til, at de kalder det raketvidenskab, siger hun. Der er så mange ting, der kan gå galt, når du bygger en raketmotor, du skal have et virkelig nøje gennemtænkt testprogram. Men i en alder af 79 overvejer hun snart at gå på pension: Jeg er ved at nå det punkt, hvor jeg virkelig burde.

Mens hun overvejer at nedtrappe sit arbejde på MIT, ankommer et andet familiemedlem muligvis til campus til efteråret. Widnall og hendes mand, ingeniør Bill Widnall ’59, SM ’62, ScD ’67, som udviklede vejlednings- og kontrolsystemer til Apollo-programmet, har to børn og to børnebørn, hvoraf det ene lige er blevet optaget på MIT. (Han er åbenbart glad, siger hun. Vi må se, hvordan det lykkes.) Men uanset hvornår hun går på pension, eller hvor hendes barnebarn melder sig ind, har hun store forventninger til den institution, hun kalder hjem. Jeg synes, at MIT burde være det bedste universitet i USA, siger hun. Hvis du spørger 'Hvilke universiteter bidrager mest til vores samfund?'... Jeg ønsker, at MIT skal være det universitet.

Hun holder en kort pause. Det er ikke en urimelig forventning, at det ville være os. Som sædvanligt har hun nok ret. Når alt kommer til alt, når folk forventer ting af dig, opdager du ofte, at du kan gøre dem. Kald det Widnall-effekten.

skjule